《力的平衡》课件(鲁科版必修1).ppt

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1、第第3 3节、力的平衡节、力的平衡图图1：蘑菇石：蘑菇石图图2：商场电梯上的人：商场电梯上的人感受平衡之美感受平衡之美图图3：远古巨石：远古巨石图图4：平稳飞行的飞机：平稳飞行的飞机感受平衡之美感受平衡之美平衡状态平衡状态物体处于物体处于静止静止或者或者匀速直线运动匀速直线运动的状态叫的状态叫做做平衡状态平衡状态。NG静止在桌面上的木块静止在桌面上的木块FfNG匀速行驶的汽车匀速行驶的汽车GNf静止在斜面上的木块静止在斜面上的木块共点力的平衡状态共点力的平衡状态共点力的平衡状态共点力的平衡状态平衡的种类平衡的种类 如果物体缓慢移动则称为如果物体缓慢移动则称为准静态准静态。B.B.动平衡：物体保

2、持匀速直线运动状态。动平衡：物体保持匀速直线运动状态。A.A.静平衡：物体保持静止状态静平衡：物体保持静止状态 平衡状态的运动学特征：平衡状态的运动学特征：V=0 V=0 或或V V不变，即：不变，即：a=0a=0注意：注意：保持静止保持静止和和瞬时速度为瞬时速度为0 0不同不同思考：竖直上抛到最高点的物体是否处于平衡状态？思考：竖直上抛到最高点的物体是否处于平衡状态？平衡条件：平衡条件：平衡条件：平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是合力等于零。在共点力作用下物体的平衡条件是合力等于零。（1）物体受两个共点力作用时的平衡条件。）物体受两个共点力作用时的平衡条件。二力平衡的条件是：两个力的大

3、小相等、二力平衡的条件是：两个力的大小相等、方向相反，并在同一直线上。方向相反，并在同一直线上。即即F合合=0。（2）物体受两个以上共点力作用时的平衡条件。）物体受两个以上共点力作用时的平衡条件。当物体受到当物体受到 三个共点力三个共点力 作用时，它的平衡条作用时，它的平衡条件又是什么呢件又是什么呢?F合合=0寻找共点力的平衡条件寻找共点力的平衡条件：根据力的合成法则，根据力的合成法则，任意两个力的合力与第三个任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。据力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。据此，三个以上的共点力最终都可以等效简化为两此，三个以上的共点力最终都可以等效简

4、化为两个共点力。个共点力。推广：推广：物体在共点力作用下的平衡条件是所受合物体在共点力作用下的平衡条件是所受合力为零。即力为零。即F F合合0 0推论：推论：当物体处于平衡时，它所受的某一个力与其当物体处于平衡时，它所受的某一个力与其余的力的合力等值反向。余的力的合力等值反向。物体在如下几组共点力作用下，不可能处于平衡状态的是（）A F1=5N F2=6N F3=7NB F1=8N F2=8N F3=8NC F1=8N F2=5N F3=2ND F1=36N F2=100N F3=64N 例例1 1：有两条绳子有两条绳子a a 和和b b使使小球处于静止状态。已知球质小球处于静止状态。已知球质

5、量量m m，b b水平，水平，a a与墙的夹角为与墙的夹角为。求。求a a绳对小球拉力绳对小球拉力F F1 1 和和b b对对小球的拉力小球的拉力F F2 2。解解:1.1.选小球为研究对象选小球为研究对象 2.2.受力分析受力分析 (如图如图)：该球受三个力的作用：该球受三个力的作用,即即:小球的重力小球的重力mg,amg,a对对O O点的拉力点的拉力F F1 1，b b对对O O点的拉力点的拉力F F2 2 3.3.合成，计算合成，计算 方向都沿绳的收缩方向方向都沿绳的收缩方向二、三力平衡问题二、三力平衡问题 例例题题2 2：如如图图所所示示：细细线线的的一一端端固固定定于于A A点点，线

6、线的的中中点点挂挂一一质质量量为为m m的的物物体体，另另一一端端B B用用手手拉拉住住，当当AOAO与与竖竖直直方方向向成成角角，OBOB沿沿水水平平方方向向时时，AOAO及及BOBO对对O O点的拉力分别是多大？点的拉力分别是多大？解解析析：先先以以物物体体m m为为研研究究对对象象，它它受受到到两两个个力力，即即重重力力和和悬悬线线的的拉拉力力，因因为为物物体体处处于于平平衡状态，所以悬线中的拉力大小为衡状态，所以悬线中的拉力大小为F Fmgmg。取取O O点为研究对像，该点点为研究对像，该点受三个力的作用，即受三个力的作用，即AOAO对对O O点的拉力点的拉力F F1 1，BOBO对对

7、O O点的拉力点的拉力F F2 2，悬线对，悬线对O O点点的拉力的拉力F F，如图所示，如图所示：a a：用力的分解法求解：用力的分解法求解：将将F Fmgmg沿沿F F1 1和和F F2 2的反方的反方向分解，得到向分解，得到 求解共点力作用下平衡问题的解题步骤：求解共点力作用下平衡问题的解题步骤：（1 1）确定研究对象）确定研究对象 （2 2）对对研研究究对对象象进进行行受受力力分分析析，并并画画受力图；受力图；（3 3）据据物物体体的的受受力力和和已已知知条条件件，采采用用力力的的合合成成、分分解解、图图解解、正正交交分分解解法法，确定解题方法；确定解题方法；（4 4）解方程，进行讨论

8、和计算。）解方程，进行讨论和计算。例题例题3 3 如如图图所所示示：重重为为G G3N3N的的小小球球在在竖竖直直挡挡板板作作用用下下静静止止在在倾倾角角为为=30=30o o的的光光滑滑斜斜面面上上，已知挡板也是光滑的，求：已知挡板也是光滑的，求：（1 1）挡板对小球弹力的大小；）挡板对小球弹力的大小；（2 2）斜面对小球弹力的大小。）斜面对小球弹力的大小。例4：如如图图所所示示，一一个个重重为为G的的圆圆球球，被被一一段段细细绳绳挂挂在在竖竖直直光光滑滑墙墙上上，绳绳与与竖竖直直墙墙的的夹夹角角为为，则则绳绳子子的的拉拉力力和和墙墙壁壁对对球球的的弹弹力力各各是是多多少？少？FN FG共点

9、力的平衡共点力的平衡共点力的平衡共点力的平衡FFNGF合合解法：F=F合=F2=G/cos FN=F1=Gtan拓展：拓展：若再增大绳长若再增大绳长L L，上述二力大小将如何变化？，上述二力大小将如何变化？例5：如图所示，一个重为G的圆球，被一段细绳挂在竖直光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为，则绳子的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？FFNFyFxGxy解法三：正交分解法X：FN-Fsin=0Y：Fcos-G=0解得：F=G/cos FN=Gtan共点力的平衡共点力的平衡共点力的平衡共点力的平衡共点力的平衡条件共点力的平衡条件共点力的平衡条件共点力的平衡条件当物体处于平衡状态时，它所受的某一个力与它受的

10、其当物体处于平衡状态时，它所受的某一个力与它受的其余的力的合力等值反向。余的力的合力等值反向。重要推论重要推论重要推论重要推论共点力的平衡解题方法小结共点力的平衡解题方法小结共点力的平衡解题方法小结共点力的平衡解题方法小结1.正确选取研究对象正确选取研究对象 2.分析物体的受力，画出受力图分析物体的受力，画出受力图 3.根据作用效果，准确进行力的分解（或力的合成）根据作用效果，准确进行力的分解（或力的合成）4.根据平衡条件，列方程求解根据平衡条件，列方程求解正交分解法解平衡问题的一般思维程序为正交分解法解平衡问题的一般思维程序为选择研究对象：处于平衡状态下的物体；选择研究对象：处于平衡状态下的

11、物体；对研究对象进行受力分析，画好受力图；对研究对象进行受力分析，画好受力图；建立直角坐标系（原则是尽量减少力的分解）；建立直角坐标系（原则是尽量减少力的分解）；根据平衡条件布列方程根据平衡条件布列方程解方程解方程(组组)，必要时验证结论。，必要时验证结论。三三三三.学以致用学以致用学以致用学以致用1.质质量量为为m的的木木块块在在与与水水平平方方向向成成角角的的推推力力F的的作作用用下下，在在水水平平地地面面上上作作匀匀速速运运动动，已已知知木木块块与与地地面面间间的摩擦因数为的摩擦因数为，那么木块受到的滑动摩擦力为：，那么木块受到的滑动摩擦力为：A.mg B.(mg+Fsin)C.(mg-Fsin)D.Fcos此题答案：此题答案：B、D2.平衡种类和稳度平衡种类和稳度（1）平衡种类）平衡种类:1.不稳定平衡不稳定平衡2.稳定平衡稳定平衡3.随遇平衡随遇平衡（2）提高稳度的方法：提高稳度的方法：降低重心降低重心增大支持面增大支持面作业：作业：P932、3、4、5、6